מערכות ראיית לילה המותקנות ברכב קיימות כבר שנים וכיום הן דבר שבשגרה, אך יש שינויים משמעותיים בשוק הזה.
לדוגמה, יש ביקוש גדל למצלמות לילה ברזולוציה גבוהה יותר. דובר חברת מקלטי האינפרא אדום הצרפתיים סופרדיר אמר כי ניתן להשיג זאת על ידי הגדלת מספר הפיקסלים והקטנת גובה הפיקסלים תוך שמירה על גודל המטריצה על מנת לספק משקל ומאפייני צריכת חשמל נמוכים של המכשיר.
"על ידי הפחתת גובה הפיקסלים, אתה מגביר את רגישות הגלאי, מכיוון שככל שהגובה של הפיקסלים יורד, לכל פיקסל יש עוצמת אות נמוכה יותר, וכך אנו מגבירים את רגישות המכשיר. במצלמות מהדור הנוכחי הסטנדרט הוא VGA 640x512, אך כיום המגמה נעה לעבר SVGA 1280x1024 במרווחים של 12 מיקרון, למשל. מערכות ינועו בכיוון זה וזה קורה עכשיו"
- הוא הסביר.
על מנת שהמצלמות האלה יפעלו במיטבן, עליהן להתייצב כראוי, שכן רכבים משוריינים פועלים בשטח מחוספס עם שטח קשה מאוד. לדברי נציג חברת Controp Precision Technologies, אם המערכת לא תתייצב מספיק טוב, "אז התמונה תהיה באיכות לא מקובלת וטווח המכשיר יצטמצם באופן דרסטי".
דובר סופרדיר אמר:
"בשנים האחרונות ראינו את חשיבות המשקל, הגודל וצריכת החשמל גדלים בהתמדה, המשקפים את הביקוש למערכות קטנות וקלות משקל עם יכולות משופרות, כמו מערכות SIGHT שלנו. ישנם מספר סוגים של מצלמות: מצלמות תרמיות לא מקוררות, המספקות ראיית תקריב ובדרך כלל אינן מיוצבות, ומצלמות תרמיות מקוררות, שבדרך כלל מיוצבות, הן ברמה גבוהה יותר וכמובן יקרות יותר ".
הדגשת בעיות
באופן מסורתי, מערכות ראיית לילה שימשו לשתי מטרות עיקריות. ראשית, מכשירי ראיית הלילה של הנהג מאפשרים לו להגביר את רמת השליטה בסביבה סביב המכונית לתמרון בטוח וללא בעיות. שנית, ישנן מערכות ראייה בהן משתמשים היורים כדי לזהות ולכוון למטרות פוטנציאליות.
מערכות אינפרא אדום לנהגים ומודעות מצבית משופרת הן בדרך כלל מצלמות הדמיה תרמית לא מקוררות בעלות שדה ראייה רחב יותר מטווח קרוב על מנת לקבל שדה ראייה רב ככל האפשר, בעוד שהיקפים מיועדים ליורים, במיוחד לנשק בקליבר גדול, למשל, 120 מ מ של אקדחי טנקים, מצוידים במצלמות הדמיה תרמית מקוררות לטווח ארוך. לאחרונים יש שדה ראייה צר יותר להתמקדות ביעד ספציפי.
מצלמות תרמיות הן הנפוצות ביותר בצבאות המודרניים, מכיוון שהן מתקדמות יותר מאשר מצלמות בעלות עוצמת תמונה (מעצימות תמונה), הפועלות בצעדים של פחות ממיקרון, וכדי לפעול הן דורשות פליטה פעילה של אור בספקטרום האזור האינפרא אדום הקרוב. על מנת לראות בחושך.במקרה זה, ניתן לזהות את האור מהתאורה האינפרא אדומה שאינה נראית לעין בלתי מזוינת על ידי מכשירי אויב, מה שעלול לגרום לתוצאות חמורות.
לדברי קולין הורנר מליאונרדו, מצלמות מעצימות תמונה הן תמיד בעיה בקהילות שנוטות להיות מוארות.
"חיישנים אלה נוטים לעוות ולטשטש את התמונה המיועדת למפקד ולנהג. למרות שטכנולוגיית שיפור התמונות משתפרת והינה הבחירה המועדפת על כלי רכב ללא קרב, החיסרון הוא שמצלמות כאלה עדיין זקוקות לתאורה אחורית ".
"למרות שהם באמת יכולים לעבוד באור מינימלי, למשל, לאור הירח או הכוכבים, בחושך מוחלט, מצלמות עם צינורות מעצימות תמונה פשוט לא יעבדו. כדי לשפר את המודעות למצב, המפעילים משתמשים באורות אינפרא אדום כדי להאיר מקומית את האזור סביב המכונה ולהסתמך על אור טבעי ".
- הסביר הורנר.
הוא הוסיף כי ישנן בעיות אחרות במצלמות מעצימות התמונה במכוניות המצוידות בזכוכית חסינת כדורים, שכן הן משפיעות לרעה על תפיסת המרחק של הנהג. זו הסיבה שצבאות מודרניים מעדיפים להשתמש במערכות אינפרא אדום פסיבי.
בנוסף, יש נטייה להגדיל את יכולות ראיית הלילה של רכבים מקטגוריות אחרות, שבגינן יש צורך להתקין עליהן את אותן מערכות כמו בפלטפורמות לחימה. "זה באמת יעלה את רמת הבעלות והאבטחה".
"ככלל, רכבים קרביים משוריינים גדולים יותר היו מצוידים במערכות אינפרא אדום פסיביות (שאינן מוארות) עם ביצועים גבוהים מאוד, אך הן אינן עובדות בעמודים בעצמם. הם נתמכים על ידי רכבים אחרים, כמו למשל הובלות כוח אדם, אמבולנסים ורכבים הנדסיים, אך לרכבים אלה יש חסרון שאין להם אותן יכולות ראיית לילה כמו כלי רכב קרביים ולכן אינם יכולים לעבוד באותם תנאים. אז כעת אנו רואים מגמה לצייד רכבי תמיכה במערכות ראיית לילה שאינן גרועות יותר מאלו של פלטפורמות לחימה, וכתוצאה מכך הן יכולות לעבוד זו לצד זו ללא סיכון נוסף ".
מגמה נוספת היא להוסיף מצלמות נוספות למכונות כדי לקבל תצוגה מלאה מסביב. בעבר, הצבא דאג רק לספק לנהג מכשירי ראיית לילה לנהיגה בלבד. עם מספר רב של מצלמות המספקות ראות של 360 מעלות, ניתן לראות איומים מכל כיוון, וחשוב יותר לביטחון, יש מבט לצדדים ולחלק האחורי, ולכן אבטחת הפעולה באזורים עירוניים מוגברת.
לאונרדו מציעה את מצלמת ה- DNVS 4, המאפשרת לך לקבל תצוגה מסביב למרחקים של 20-30 מטר. הורנר אמר כי המערכת מצוידת גם במצלמת צבעים בשעות היום כדי לשלב את שתי הטכנולוגיות בפתרון אחד ובכך להפחית משקל, גודל וצריכת חשמל. הוא הוסיף כי יש גם מעבר מארכיטקטורה פתוחה אנלוגית לדיגיטל. "המשמעות היא שאנו מספרים את אות המצלמה ומציגים אותו דיגיטלית על המסך, מה שמשפר מאוד את בהירות התמונה ומונע כל הפרעה מהמכונה עצמה".
תמונה במספרים
ההתפתחויות בטכנולוגיה הדיגיטלית מאפשרות למפעילים להשתמש במסכים רב תכליתיים עם מפות, מצב נשק ומידע על תחזוקת הרכב, כמו גם לצפות במספר תמונות בו זמנית, כגון קדימה, צד ואחורה. זה הרבה יותר תכליתי מאשר שימוש במצלמה מעומעמת או מערכת אנלוגית המאפשרת לך לצפות במצלמה אחת בלבד ובתצוגה אחת בלבד.
רוב מצלמות המעקב הן מהסוג הלא מקורר וכמו העין האנושית יש להן שדה ראייה רחב של כ- 50 ° וחלקן מתקרבות ל- 90 °. יורגן לונדברג מ- FLIR מערכות אמר כי יש להתקין מצלמות אחרות בתצורות שונות על מנת להשיג כיסוי מלא של 360 מעלות. תוכניות מסוימות מספקות מיקום של מצלמות מרובות עם שדה ראייה של 55 °, ואילו תוכניות אחרות מספקות התקנה של ארבע מצלמות ב 90 ° או אפילו שתי מצלמות בלבד ב -180 ° ליצירת פנורמה. קודם כל, זה הכרחי על מנת שהמכונית תוכל לתמרן בחופשיות ללא הפנסים דולקים במהלך אימוני לילה ופעולות לחימה, מכיוון שלנהג יש שליטה מלאה על הסביבה.
"כל זה נועד לתת לנהג או לצוות את הידע על המתרחש ליד המכונית במרחק של כ- 20-100 מטר ולא יותר מכך, מכיוון שהטכנולוגיה כיום אינה יכולה לספק תמונות ברזולוציה גבוהה למרחקים ארוכים", אמר לונדברג. "למרות שצוות המכונית בהחלט ירצה לעמוד לרשותו בתמונה בחדות גבוהה של כל ההיקף, יש איזון בין הטכנולוגיה של היום לבין התקציב של היום. ישנן גם הגבלות על מספר ותפקודי תצוגות הצוות בתוך הרכב."
לדוגמה, הצגת כמויות גדולות של מידע חושי זמינה היא מאתגרת. כדי לא לערבב הכל לערמה אחת, על אנשי הצוות, למשל, הנהג, המפקד והתותחן, לקבל גישה למסכים המציגים מידע ספציפי המיועד לכל אחד מהם כדי לא להפריע למשתמשים אחרים. למסיבת הנחיתה עשוי להיות גם מסך בחלק האחורי של הרכב, המציג מידע על הסביבה לפני הירידה. למפקד יכול להיות מסך כמו אנשי צוות אחרים, אך עם פונקציונליות רבה יותר, למשל, עם היכולת להציג החלטות על שליטה קרבית ומידע על נשק.
חיישנים רבים ושונים כבר מותקנים בכלי רכב משוריינים ומערכות ראיית לילה חייבות למצוא לעצמן מקום בחלל מצומצם זה. מעט מקום זמין במכונה להכיל יותר תצוגות ולכן הפצת מידע מחיישנים ומצלמות ברחבי המכונה היא מאתגרת.
מערכות ראיית לילה לאקדחים העיקריים של ה- AFV ממוקמות זו לצד זו או משולבות במראה התותחן, המותקן בדרך כלל ברכב ליד האקדח. החימוש יכול להיות תותח טנק בקוטר 120 מ"מ, תותחים ברמה בינונית (20 מ"מ 30 מ"מ או 40 מ"מ) או אפילו מקלעים בקוטר 7, 62 מ"מ או 12, 7 מ"מ במודול נשק נשלט מרחוק (DUMV). מערכות ראיית אקדחים כוללות בעיקר מערכות הדמיה תרמית מקוררות ולכן הן מסוגלות לפעול בטווחים מעל 10 ק"מ.
לונדברג אמר כי מראות היום והלילה של התותחן מיושרים עם ציר האקדח, כלומר הוא יסתכל לאן מכוון האקדח ולא יראה לכיוונים אחרים.
"טווח המראה הזה צריך להתאים לטווח האקדח, והאקדח יש טווח די ארוך. כתוצאה מכך, יש לו שדה ראיה צר למדי, זה כמו להסתכל דרך קשית … אבל כאן החץ צריך לראות ולירות ".
להישאר קר?
מצלמות אינפרא אדום לא מקוררות משתמשות בטכנולוגיית מיקרובולומטר, שהיא בעצם נגד קטן בעל אלמנט סיליקון המגיב לקרינת חום. שינויים בטמפרטורה נקבעים על פי עוצמת פליטת הפוטונים. המיקרובולומטר מזהה זאת וממיר את המדידות לאות חשמלי, אשר בתורו ניתן להפוך לתמונה.
חיישנים לא מקוררים, ככלל, פועלים בטווח LW1R (7-14 מיקרון), כלומר הם יכולים "לראות" דרך עשן, ערפל ואבק, דבר החשוב בשדה הקרב ובמצבים אחרים.
התקנים מקוררים משתמשים במערכת קירור קריוגנית לשמירה על הגלאי בטמפרטורה של -200 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותו לרגיש יותר לשינויי טמפרטורה קלים אפילו. גלאים של מכשירים כאלה יכולים להפוך במדויק אפילו פגיעה בודדת של פוטון לאות חשמלי, בעוד שמערכות לא מקוררות זקוקות לפוטונים נוספים לביצוע מדידות. לפיכך, לחיישנים מקוררים יש טווח ארוך, מה שמשפר את תהליך הלכידה והנטרול של מטרות.
אך למערכות קירור יש גם את החסרונות שלהן, מורכבות העיצוב כרוכה בעלויות גבוהות ובצורך בתחזוקה שוטפת ומורכבת מבחינה טכנית. חיישנים לא מקוררים זולים יותר, קלים יותר לתחזוקה וחיים ארוכים יותר מכיוון שהם אינם משתמשים בטכנולוגיה קריוגנית, יש להם פחות חלקים נעים ואינם דורשים איטום ואקום מורכב. איזה סוג מערכת לבחור, כמו תמיד, תלוי במשתמש, בהתבסס על המשימות שהוא פותר.
בחירת גל
היקפי תותחנים מקוררים משתמשים בגלאי אינפרא אדום [LW1R] ליד [ארוך]. מכיוון שזה מאפשר למערכות ראיית לילה לראות דרך עשן ולכן יש להן פחות בעיות הקשורות ללחימה. מערכות לא מקוררות משתמשות גם בגלאים כאלה, שכן מיקרובולומטרים (אלמנטים רגישים לחום) רגישים באורך גל זה, אך כעת זה מתחיל להשתנות. "מבחינה היסטורית, LWIR תמיד היה מועדף בשל חדירת עשן טובה יותר מאשר גלאי MWIR הפועלים באינפרא אדום באמצע [אמצע הגל]", אמר הורנר.
"לפני עשר שנים זה היה נכון, אבל בדיקות והדגמות הוכיחו והוכיחו שאין הרבה הבדל בין LWIR ל- MWIR בשדה הקרב כיום. הרגישות והיכולות של MWIR השתפרו באופן משמעותי במהלך 10 השנים האחרונות וכיום מצלמות MWIR עדיין מציעות ביצועים מעולים וחדירת עשן. זה מוביל אנשים להעדיף גלאי MWIR ולא LWIR ".
הורנר הוסיף:
"היתרון של גלאי MWIR הוא שיש להם גם חדירות טובה יותר דרך אוויר לח בהשוואה לגלאים מסוג LWIR, כלומר כאשר אתה רוצה לפרוס באזורי חוף, במיוחד באקלים חם, תקבל ביצועים טובים יותר באמצעות MWIR. לא LWIR. זה יהיה פתרון פשרה לרכב ".
עם זאת, דובר חברת Sofradir הצרפתית הדגיש כי האזור האינפרא -אדום הרחוק של הספקטרום (SWIR) יש גם את היישום שלו.
“ישנם שני שימושים שונים ל- SWIR. ראשית, גלאים מסוג זה יכולים להוות פתרון נוסף במקרים בהם אתה צריך להסתכל דרך עשן ואבק בצפיפות ומקור שונים, ואפילו (במקרים מסוימים) ערפל. בהתאם לתנאי האטמוספירה, SWIR יכול לספק מרחק גדול לכאורה. שנית, עם גלאי SWIR, אתה יכול לראות מדדי לייזר הפועלים בייעוד מטרה באורכי גל של 1.6 מיקרון או 1.5 מיקרון. לאחר מכן הוא משמש כאזהרה כי הרכב שלך נמצא במעקב. אתה יכול גם לראות את הבזקי התותחים, מה שאומר שמשתמשים ב- SWIR כדי לשפר את המודעות המצבית ולהגן על כלי רכב קרקעיים.
דובר BAE Systems אמר:
"באופן כללי, LWIR מספקת את הביצועים הטובים ביותר בכל מזג אוויר ותנאי חוץ אחרים, בעוד MWIR ו- SWIR מספקים את הניגודיות הטובה ביותר. לתמונת SWIR יש יתרון נוסף בכך שהיא דומה למה שאנו רואים בעין בלתי מזוינת. יתרון חשוב זה מגדיל את הסבירות להכרה נכונה, אשר בתורו מסייע בהפחתת הסבירות לאירועים עם אש ידידותית ".
הצורך בעוד
ההתקנה השכיחה יותר של DUMV על כלי רכב משוריינים משפיעה על שוק מצלמות הלילה. מראות האקדח העיקריים משולבים בפלטפורמה ולכן לא האקדח ולא המראות יכולים להשתנות לעתים קרובות מדי. הוספת DUMV חדש על בסיס מודולרי מאפשרת לך לשנות את היקף בתדירות גבוהה יותר.
בחמש עד עשר השנים האחרונות, כלי הנשק הסטנדרטיים שהותקנו ב- DUMV היו ברוב המקרים מקלע של 7.62 מ"מ או מקלע של 12.7 מ"מ, כך שהמראות, ככלל, לא התקררו על מנת להתאים לטווח הקצר של כלי הנשק הללו. (1-1, 5 ק"מ), וזה בתורו קבע את שדה הראייה שלהם מעט יותר רחב ממראותיהם של רובים בעלי קליבר גדול.
עם זאת, ציין לונדברג כי המצב משתנה:
"נכון לעכשיו, יש מגמה הולכת וגוברת שקובעת התקנת כלי נשק בקוטר גדול יותר (כ-25-30 מ"מ), שממנו אפשר לכוון ולנהל אש מדויקת למרחקים ארוכים, וזה קובע את הביקוש למראות ל- DUMV עם טווח ארוך יותר. בעוד שהתעשייה נהגה לספק היקפים לא מקוררים עבור 99% מ- DUMV, כיום המיקוד עובר לטווחים פונקציונליים יותר שלא מקוררים ומצוננים שיכולים לספק תמונות חדות במיוחד. זה מאפשר לראות קצת יותר נשק של קליבר גדול יותר למטרה למרחקים ארוכים של 1, 5-2, 5 ק"מ, כלומר מעבר להישג ידם של אמצעי ההשמדה של האויב ".
ולבסוף, המפקדים רוצים לקבל שליטה טובה עוד יותר על המצב, לראות רחוק יותר מירי התותחים, ולכן היה צורך להתקין מראות לילה עם טווח ארוך יותר ב- DUMV.
פיתוח מערכות ראיית לילה נקבע לא רק על ידי הטווח המוגדל, אלא גם על ידי הצורך לפשט את הפעולות. מצלמת דימות תרמית מיושנת או מצלמת אינפרא אדום פחות מתקדמת דורשת הרבה עבודה, מכיוון שצריך ללחוץ על כפתורים ולסובב כפתורים פעמים רבות כדי לקבל תמונה הגונה, בעוד מצלמה מתקדמת חדשה יכולה לספק תמונה באיכות גבוהה יותר באופן מיידי למערכת מכוונת עם התערבות מינימלית של משתמשים. דובר קונטרופ אמר: "כאשר רוב האלמנטים הם אוטומטיים, המפעיל יכול להתמקד במשימה עצמה, ולא להסיח את הדעת על ידי עבודה עם מערכת הראייה".
היתרון בשדה הקרב של מערכות ראיית לילה הופך ליותר ויותר בולט. היא עושה זאת על ידי ניצול היתרונות הטכנולוגיים של מצלמה משופרת ברזולוציה גבוהה, שימוש בסוג מערכות המתאימות למשימות ספציפיות ושילוב מצלמות מעקב נוספות בארכיטקטורה דיגיטלית שיכולה לתמוך בחיישנים נוספים ולספק לכל איש צוות את הנתונים הם צריכים. באופן פרטני, שיפורים אלה אינם מביאים לשינויים קיצוניים, אך יחד הם יכולים לספק יתרון בקרב.
הורנר אמר כי אדריכלות דיגיטלית היא פתרון לטווח ארוך.
"אם אתה מיישם ארכיטקטורה דיגיטלית מההתחלה, תוכל לקבל שליטה של 360 מעלות, תוכל לשלב בקלות טכנולוגיות עתידיות, מערכות לוחמה אלקטרוניות, הגנה פעילה ומערכות מעקב וסיור ארוכות טווח. אז תוכל להמשיך בבטחה ולמלא את המכונית בטכנולוגיות מתקדמות נוספות ".
לונדברג הוסיף:
"ריבוי מערכות ראיית לילה והדמיה תרמית מתקדם בקצב חסר תקדים. הצבא במערב מאמין כי לאויב תהיה רק טכנולוגיית אינפרא אדום פסיבית. הודות להתפתחות המהירה של טכנולוגיות חדשניות וכללי בקרת יצוא, לצבאות המערביים המודרניים יש יתרון ברור. הנקודה, כמובן, היא לא בדמויות תרמיות בודדות ובמכשירי ראיית לילה אחרים, אלא ברכב המשוריין כולו.אם יש לך היקף ב- DUMV, היתרון הוא שאתה יכול לכוון, לירות ולפגוע במדויק כמה שניות לפני היריב שלך. ברצף אירועים זה, מערכות ראיית לילה בהחלט תורמות לניצחון על היריב ".
